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Cianamida

Cianamida

La cianamida es un compuesto orgánico con la fórmula CN2H2. Este sólido blanco es ampliamente utilizado en la agricultura y la producción de productos farmacéuticos y otros compuestos orgánicos. También se usa como una droga disuasoria del alcohol en Canadá, Europa y Japón. La molécula presenta un grupo nitrilo unido a un grupo amino. Los derivados de este compuesto también se denominan cianamidas, siendo la más común la cianamida de calcio (CaCN2).

Tautómeros y autocondensaciones

Al contener un sitio nucleofílico y electrofílico dentro de la misma molécula, la cianamida sufre varias reacciones consigo misma. La cianamida existe como dos tautómeros, uno con la conectividad N≡C – NH2 y el otro con la fórmula HN = C = NH (tautómero "carbodiimida"). La forma N≡C-NH2 domina, pero en algunas reacciones (por ejemplo, sililación) la forma de diimida parece ser importante.

La cianamida se dimeriza para dar 2-cianoguanidina (diciandiamida). Esta dimerización es desfavorable por los ácidos y es inhibida por las bajas temperaturas. El trímero cíclico se llama melamina.

Producción

La cianamida se produce por hidrólisis de cianamida de calcio, que a su vez se prepara a partir del carburo de calcio a través del proceso de Frank-Caro.

CaCN2 + H2O + CO2 → CaCO3 + H2NCN

La conversión se realiza en lodos. En consecuencia, la mayoría de las cianamidas comerciales se venden como una solución acuosa.

Reacciones y usos

La cianamida puede considerarse como un fragmento de carbono único funcional que puede reaccionar como un electrófilo o nucleófilo. La reacción principal exhibida por la cianamida implica la adición de compuestos que contienen un protón ácido. El agua, el sulfuro de hidrógeno y el seleniuro de hidrógeno reaccionan con la cianamida para dar urea, tiourea y selenourea, respectivamente:

H2NCN + H2E → H2NC (E) NH2 (E = O, S, Se)

De esta manera, la cianamida se comporta como un agente de deshidratación y, por lo tanto, puede inducir reacciones de condensación. Los alcoholes, los tioles y las aminas reaccionan de forma análoga para dar alquiloureas, "pseudotioureas" y guanidinas. El medicamento contra la úlcera cimetidina se genera utilizando dicha reactividad. Las reacciones relacionadas explotan la bifuncionalidad de la cianamida para dar heterociclos, y esta última reactividad es la base de varias síntesis farmacéuticas como la aminopirimidina imatinib) y los agroquímicos Amitrol y hexazinona. El tratamiento de pérdida de cabello minoxidil y los antihelmínticos albendazol, flubendazol y mebendazol presentan subestructuras de 2-aminoimidazol derivadas de la cianamida. La cianamida también se usa en la síntesis de otros medicamentos farmacéuticos, como tirapazamina, etravirina, revaprazán y dasantafil.

El anión de cianamida tiene el carácter de un pseudocalcógeno, por lo tanto, la cianamida puede considerarse análoga al agua o al sulfuro de hidrógeno.

Un método conveniente para la preparación de aminas secundarias que no están contaminadas con aminas primarias o terciarias es la reacción de cianamida con haluros de alquilo a N, N- dialquilcianamidas que pueden hidrolizarse fácilmente a dialquilaminas y luego descarboxilarse. La cianamida se agrega en presencia de N-bromosuccinimida a dobles enlaces olefínicos. El producto de adición se convierte por bases en N-cianaziridina, ciclada en presencia de ácidos en imidazolinas, que pueden reaccionar aún más a las diaminas vecinales por escisión alcalina.

La cianamida también es un componente sintético versátil para heterociclos: forma 2-aminobencimidazol con 1,2-diaminobenceno y forma con la enamina cíclica 4- (1-ciclohexenil) morfolina fácilmente disponible y con azufre elemental un 2-aminotiazol con buenos rendimientos .

La dicianamida de sodio está disponible con buen rendimiento y alta pureza a partir de cianamida y cloruro de cianógeno, que es adecuado como intermediario para la síntesis de ingredientes farmacéuticos activos. Se introduce un grupo guanidino por reacción de cianamida con sarcosina En la síntesis industrial de creatina:

Esta ruta de síntesis evita principalmente impurezas problemáticas como el ácido cloroacético, el ácido iminodiacético o la dihidrotriazina que se producen en otras rutas. El precursor fisiológico guanidinoacético se obtiene de forma análoga haciendo reaccionar la cianamida con glicina.

Desde mediados de la década de 1960, existen métodos para estabilizar la cianamida para que esté disponible a escala industrial. Debido a la fuerte afinidad hacia la autocondensación en medios alcalinos (véase más arriba), las soluciones de cianamida se estabilizan mediante la adición de 0,5% en peso de fosfato monosódico como tampón. La cianamida sólida se produce por evaporación cuidadosa del disolvente y posterior adición de un éster lábil de hidrólisis de ácido fórmico. El éster absorbe trazas de humedad (supresión de la formación de urea), neutraliza la alcalinidad (amoníaco) y libera continuamente pequeñas cantidades de ácido fórmico.

Uso agrícola

La cianamida, bajo el nombre comercial de Dormex, es un agente de descanso agrícola común que se aplica en primavera para estimular la apertura uniforme de los brotes, la foliación temprana y la floración. La cianamida puede compensar efectivamente la moderada falta de unidades de enfriamiento acumuladas en el otoño anterior y ahorrar la cosecha que de otro modo se perdería. Es particularmente efectivo para plantas leñosas como bayas, uvas, manzanas, duraznos y kiwi. La sobredosis, la alta concentración y el error en el momento de la aplicación pueden dañar los brotes (especialmente de los duraznos).

Una solución acuosa al 50% de cianamida también se usa como biocida (desinfectante), particularmente en la cría de cerdos, porque mata efectivamente a la salmonella y la shigella y combate las moscas en todas las etapas de desarrollo.

Aspectos ambientales

La cianamida se degrada por hidrólisis a urea, un excelente fertilizante. Los hongos, como Myrothecium verrucaria , aceleran este proceso utilizando la enzima cianamida hidratasa.

La seguridad

La cianamida tiene una modesta toxicidad en humanos. Se ha informado que la exposición en el lugar de trabajo a aerosoles de cianamida de hidrógeno o la exposición a personas que viven cerca de la pulverización causan irritación respiratoria, dermatitis de contacto, dolor de cabeza y síntomas gastrointestinales de náuseas, vómitos o diarrea.